技术监控应用水中氢检测技术发现发电机线圈漏水及查找处理

武双江

摘 要：大唐托克托电厂（下称托电）600MW发电机运行中发电机定冷水箱含氢量偏高达到2%，通过技术监控手段对各参数进行监督一年。利用机组小修机会查找漏点，发现发电机3槽与15槽汽端上层线棒漏点两处，更换线棒及时消除线圈漏水缺陷，可为其他同类型机组发电机线圈漏水提供可靠的预判依据和处理方法。

关键词：技术监控 发电机 线圈漏水 线棒 查找 处理

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）12-0-02

引言

大唐托克托发电有限公司#6发电机型号为QFSN-600-2-22B，本型汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极、三相同步发电机。额定功率为600MW，水氢氢冷却方式，由东方电气集团东方电机厂生产与2005年11月投入运营。2015年5月发电机定冷水箱顶部含氢量达到2%，通过技术监控对各项技术指标进行跟踪分析，并制定防止发电机进水事故专项事故预案，于2016年10月，6号机组进入C级检修检修，抽出发电机转子后进行发电机线棒漏点查找并更换2根上层线棒。

一、修前状况及技术监控对发电机线圈漏水的预判

依据《防止电力生产事故的二十五项反措重点要求及编制释义》中第10.5.2要求：严密监测氢冷发电机油系统、主油箱内的氢气体积含量，确保避开含量在4%～75%的爆炸范围。内冷水箱内的氢气体积含量超过2%时应加强对发电机的监视，超过10%时应立即停机消缺。内冷水中漏氢量达到0.3m3/d安排消缺，漏氢量大于5m3/d时应立即停机处理。2015年5月我厂6号发电机定冷水箱顶部含氢量达到2%报警后，针对该报警存在的泄露可能性，我们开展了如下技术监控工作。

1.发电机漏氢量监控

依据厂家要求发电机电机整套系统在额定氢压、转速下，每昼夜最大允许漏氢气量14m3/24h。监控期内发电机漏氢量均在合格范围内。

2.发电机水中铜离子含量监控

对发电机定冷水中铜离子进行监控，未见增长。

3.发电机日均补氢量监控

发电机日均补氢量均在10立方米左右，未超过14立方米泄露量要求。

4.发电机定冷水箱含氢量体积百分数监控

5.发电机定冷水箱水中氢气含量监控

联系华北电科院对发电机定冷水箱水中含氢量进行检测，数据如下：

发电机定冷水箱水中氢气含量两次检测6号机组均偏高（5号机组后检修时发电水电接头三通处存在砂眼）。

通过技术监控怀疑6号发电机定子线棒存在泄露，利用检修机会进行处理

二、线圈泄露点查找

6号机组检修开始后，及时抽出发电机转子进行发电机定子水压试验，试验初始水压为0.5Mpa，1小时后水压下降至0.31 Mpa，随后对发电机水电接头进行查漏发现汽侧3点钟方位置绝缘引水管手包绝缘处有水珠渗出，大约1滴/秒。从该绝缘引水管处拆除手包绝缘剥离至连接片组织汇水盒处发现该线棒泄露点在线棒主绝缘内，应该泄露点较大，拆除水电接头三通后，将该线棒上下层水盒均焊死进行二次打压，打压后发电汽侧11点钟位置第二处泄露点。

1.线圈修理工艺过程

1.1 修前检查和试验

1.1.1定子绕组和定子铁心外观检查并记录。

1.1.2 定子铁心发热试验。

1.1.3 定子测温元件检查并记录。

1.1.4 用阻燃布填塞、遮盖线棒端部及绝缘件等，烤开漏水上层定子线圈两端水路铜管，然后用3～5mm 厚铜板焊接封堵汽励端该三通接头，再进行水压试验：0.5MPa，8h，无泄漏。

2.取出鼻端撑环和拉紧装置

2.1 铲开两端鼻端撑环绑绳和拉紧装置绑绳。

2.2 取出相关部分拉紧装置。

2.3 鼻端撑环部分取出，清理回用。

3.取出上层定子线圈

3.1 铲开相应定子线圈两端手包绝缘。铲开相应的大绑带和小绑带。

3.2 拆除定子线棒出水温度测温元件。

3.3 漏水线圈槽定子槽楔编号，退槽楔。取出槽楔、楔下垫条。白布蘸无水酒精或丙酮清洗、擦拭干净槽楔、斜楔和垫条，以便回用。

3.4 取出漏水上层定子线圈，放于专用搁架上。取出侧面波纹板。

4.定子清理

4.1 取出上层定子线圈端部的残留绑绳。

4.2 用吸尘器对定子膛内和定子绕组端部进行全面清理，再白布蘸无水酒精或丙酮清洗、擦拭干净，无油污和异物。

5.下线前试验和检查

5.1 新定子线圈在膛外进行交流耐压试验。按研试中心确定的耐压值。5.2 机内剩余定子绕组外观检查，机内剩余定子绕组电气试验。按研试中心确定的耐压值。

5.3 定子铁心清理及检查。

5.4 定子层间测温元件检查。

6.回装漏水槽上层定子线圈

6.1 检查层间垫条和层间测温元件。

6.2 垫2mm 厚毛毡在层间绑环上，上层下线，用下线木件临时固定12 处。放侧面波纹板。

6.3 更换的上层定子线圈电气试验。按研试中心确定的耐压值。

6.4 焊更换后的上层定子线圈鼻端电路片。

6.5 定子绕组分相直流电阻测试。定子繞组在冷态下，各相直流电阻之差在排除由于引线长度不同而引起的误差后，应不超过其最小值的1.5%。

6.6 装焊更换后的上层定子线圈水路。

6.7定子绕组水路水压试验，0.5MPa，8h，无泄漏。

6.8 定子绕组水路超声波水流量试验。

6.9上层定子线圈端部固定。

6.10 恢复更换后的上层定子线圈两端手包绝缘。

6.11 回装鼻端撑环并绑扎。

7.第一次定子线圈端部烘焙。烘焙温度、保温时间：90±5℃，2 小时;130±5℃，24 小时。

8.拉紧装置再次拧紧。定子绕组端部刷胶。

9.第二次定子线圈端部烘焙。烘焙温度、保温时间：100±5℃，12 小时。

10.定子冷却至室温后，定子全面清理，检查定子槽楔松紧度，重新打紧松动的定子槽楔。

11.修后试验

11.1 定子绕组分相交流耐压试验。按研试中心确定的耐压值。

11.2 定子铁心发熱试验。

11.3 定子线圈鼻端手包绝缘电位外移试验。

11.4 定子绕组端部模态试验。

11.5 定子测温元件检查。

12. 定子全面清理。

13. 定子补喷红瓷漆。

注：定子绕组耐压试验前，将定子测温元件接地。

2.线圈泄露原因分析

本着四不放过原则，我们将两根泄露线棒剥离绝缘层后进行水压试验发现泄漏点均位于汽侧出槽扣8CM左右，形状为圆孔，漏水点附近无裂纹损伤及腐蚀痕迹，而且圆孔孔壁光滑，分析具体原因为，线棒制造过程中工艺不够精细，质量把关不严，该空心导线存在砂眼或者夹渣，经发电机长时间运行中振动、热胀冷缩效应等作用下使线棒矩形空实心导线与外绝缘质检粘性变差，出现分层，最终反应在水电接头手包绝缘处渗漏。

2.1对于水氢氢发电机，根据定冷水箱顶部氢气体积含量和定冷水箱水中氢气含量可以较为准确的判断发电机定子线棒是否存在漏点，提供提前预判依据。

2.2当发现一处发电机线棒漏点时应及时将该线棒隔离进行二次水压试验，已便其他漏点的发现。

2.3当怀疑发电机线棒存在漏点时要利用机组检修机会进行水压试验确定泄露后及时处理，防止因氢气向定子线棒中泄露导致的气堵，严重时会导致定子线棒过热损坏发电机定子线棒和铁芯。

参考文献

[1]国家能源局.防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义[M]2014.4.

[2]刘国洪.400MW全氢冷发电机漏氢原因分析及处理[J].华电技术，2008（10）：51-53.

[3]黄雁.一起发电机漏水故障的处理及预防措施[J].电力安全技术，2009，